Способ ультразвукового контроля поверхности трубопровода

 

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для выявления несплошностей, расположенных на поверхностях трубопровода или их гибах. Цель изобретения - повышение достоверности контроля за счет обеспечения квазилинейной зависимости между амплитудой эхо-сигнала и высотой несплошности, достигается за счет того, что сканирование несплошности производят плоской поперечной волной с углом ввода Изобретение относится к области неразрушающего контроля и может быть использовано для выявления несплошностей, расположенных на поверхностях трубопроводов или их гибах. Цель изобретения - повышение достоверности контроля за счет обеспечения квазилинейной зависимости между амплитудой эхо-сигнала и высотой несплошности . В предлагаемом способе ультразвукового контроля поверхности трубопровода, 43-47°, длительностью прямоугольного импульса 0,5-2 колебаний и частотой 0,5 C/ho, где С - скорость ультразвуковых колебаний в материале трубопровода; ho - высота плоского углового отражателя. О наличии типа риски судят по монотонному характеру огибающей последовательности амплитуд, фиксируемых эхо-сигналов при дополнительном сканировании поверхности трубопровода вдоль его образующей; для определения высоты несплошности фиксируемый эхо-сигнал сравнивают с двумя эхосигналами от основного отражателя и аналогичного дополнительного с выротой 0,2ho h o; h0, выполненного от основного на контролируемой поверхности образца на расстоянии не менее ширины ультразвукового луча, а высоту определяют по форму ,ле h ho - .h. /где Ао, АО и АО -А, А - максимальные амплитуды эхо-сигналов соответственно от основного, дополнительного отражателей и несплошности в трубопроводе . 2 з.п. ф-лы, 1 ил. (Л С заключающимся в том, что в трубопроводе под углом к поверхности возбуждают импульсные поперечные колебания, сканируют ими трубопровод, принимают эхо-сигналы от несплошностей и сравнивают амплитуду принятых колебаний с максимальной амплитудой эхо-сигналов от плоского углового отражателя заданной высоты в стандартном образце, указанная цель достигается тем, что возбуждают плоские поперечные волны, угол ввода колебаний выбирают в диапазоне 43-47°, с ю ел VI N

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

>s G 01 N 29/04

ГОСУДАРСТВЕ1НОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) . .. . А 44

М

Ь

fi.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4903700/28 (22) 21,01.91 (46) 30,06.93. Бюл. М 24 (71) Всесоюзный теплотехнический научноисследовательский институт им. Ф.Э.Дэержинского (72) В.М.Лантух (56) Электрические машины, 1979, ж. 101, %

3. с. 182 — 189.

Инструкция по дефектоскопии гибов трубопроводов иэ перлитной стали, И М 23СД-80, СПО Союэтехэнерго", M. 1981.с. 40. (54) СПОСОБ УЛЬТРАЗВУКОВОГО КОНТРОЛЯ ПОВЕРХНОСТИ ТРУБОПРОВОДА (57) Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для выявления несплошностей, расположенных на поверхностях трубопровода или их гибах, Цель изобретения — повышение достоверности контроля за счет обеспечения квазилинейной зависимости между амплитудой эхо-сигнала и высотой несплошности, достигается за счет того, что сканйрование несплошности производят плоской поперечной волной с углом ввода

Изобретение относится к области нераэрушающего контроля и может быть использовано для выявления несплошностей, расположенных на поверхностях трубопроводов или их гибах.

Цель изобретения — повышение достоверности контроля эа счет обеспечения квазилинейной зависимости между амплитудой эхо-сигнала и высотой несплош ности.

В предлагаемом способе ультразвукового контроля поверхности трубопровода, „„. Ж„„1824574 А1

43 — 47, длительностью прямоугольного импульса 0,5-2 колебаний и частотой 0,5 С/ho. где С вЂ” скорость ультразвуковых колебаний в материале трубопровода; ho — высота плоского углового отражателя. О наличии типа риски судят по монотонному характеру огибающей последовательности амплитуд, фиксируемых эхо-сигналов при дополнительном сканировании поверхности трубопровода вдоль его образующей; для определения высоты несплошности фиксируемый эхо-сигнал сравнивают с двумя эхосигналами от основного отражателя и аналогичного дополнительного с высотой

0 2ho < п0; < hp, выполненного от основного на контролируемой поверхности образца на расстоянии не менее ширины ультразвукового луча, а высоту определяют по форму(Ао -А) ф — ьо)

I д О, 0

Ао Ар

А — максимальные амплитуды эхо-сигналов соответственно от основного, дополнительного отражателей и несплошности в трубопроводе. 2 з.п. ф-лы, 1 ил. заключающимся в том, что в трубопроводе под углом к поверхности возбуждают импульсные поперечные колебания, сканируют ими трубопровод, принимают эхо-сигналы от несплошностей и сравниваю1 амплитуду принятых колебаний с максимальной амплитудой эхо-сигналов от плоского углового отражателя заданной высоты в стандартном образце, указанная цель достигается тем, что возбуждают плоские поперечные волны. угол ввода колебаний выбирают в диапазоне 43-47, 1824574 используют прямоугольный импульс длительностью 0,5 — 2 колебаний и часто ой, равной 0,5С /ho, где С- скорость ультразвуKoBblx колебаний в материале трубопровода; после обнаружения несплошностей дополнительно сканируют поверхность трубопровода вдоль его образующей, а о наличии несплошности типа риски судят по монотонному характеру огибающей последователности амплитуд фиксируемых эхосигналов; принятый эхо-сигнал сравнивают с двумя эхо-сигналами от основного отражателя и дополнительного аналогичного плоC ского углового отражателя с высотой 0,2hpSho(< ho, выполненного от основного на поверхности образца на расстоянии, не менее ширины ультразвукового луча, а высоту несплошности определяют по формуле и =

ho, где Аоб Ao и А—

1 максимальные амплитуды эхо-сигналов соответственно от основного, дополнительного отражателей и несплош ности в трубопроводе. Сканирование несплошности плоской волной с углом ввода а - 43—

-47, длительностью прямоугольного импульса 0,5 — 2 колебаний и частотой равной 0,5 С/ho за счет снижения интерференционных явлений при формировании отраженного эхо-сигнала обеспечивает показательную (если амплитуда эхо-сигнала выражена в "разах") или кваэилинейную (если амплитуда в "дБ") зависимость между высотой несплошности и амплитудой эхосигнала от нее в пределах 0,2ho S ho < ho (ho — заданная высота плоского углового отражателя, например, максимально допустимая высота риски). При наличии указанной линейной зависимости становится возможным при сканировании получение монотонной зависимости огибающей последовательности амплитуд эхо-сигналов от риски за счет монотонного изменения ее высоты на значительном расстоянии в отличии от других несплошностей, что позволяет выявить допустимую риску, определить высоту несплошности и тем самым повысить достоверность контроля.

На чертеже представлена характерная зависимость амплитуды эхо-сигнала от значения высоты плоского углового отражателя, полученная по предлагаемому способу, которая как видно иэ графика, носит линейный характер.

Способ осуществляется следующим образом.

На стандартном образце выполняют плоский угловой отражатель с высотой, равной максимально допустимой высоте риски

ho и длинои, равной или более ширины ультразвукового луча. Со стороны противоположной контролируемой поверхности сканируют отражатель плоской волной с углом ввода, выбранного иэ интервала 43-47", длительность и рямоугол ьного импульса иэ интервала 0.5 — 2 колебаний и частотой - 0,5 С/ho, фиксируют максимальную амплитуду Ао зхо-сигнала. Далее при аналогичных параметрах контроля проводят сканирование контролируемой поверхности трубопровода и фиксируют максимальное значений амплитуды А эхосигнала от несплошности с высотой h. При А

> Ao оценивают любую несплошность дефектом. При А > Ao для выявления несплошности типа риски сканируют лучом вдоль образующей кон гролируемой поверхности трубопровода и по монотонному характеру огибающей последовательности амплитуд фиксируемых эхо-сигналов судят о наличии несплошности типа риски, Для определения высоты несплошности выполняют на образце второй плоский угловой отражатель на расстоянии не менее ширины ультразвукового луча от первого и высотой

ho в пределах 0,2ho ho < ho с фиксацией максимальной амплитуды эхо-сигнала от него Ao, Сканируют несплошность в трубопроводе и фиксируют амплитуду эхо-сигнала от нее А. Высоту несплошности определяют по — ho Ж формуле h = ho — Ab

В качестве примера предложены некоторые результаты экспериментальных исследований на образце с толщиной 50 мм и длиной 250 мм. На образце был выполнен плоский угловой отражатель в виде прямоугольного паза с углом наклона вершины паза y - 0,92 к внутренней поверхности образца, Плоскость паза нормально расположена к поверхности образца. Ультразвуковая волна вводилась в образец со стороны противоположной стороне расположения отражателя. Лучом сканировали всю длину паза и фиксировали максимальные значения эхо-сигналов от указанного паза. Был сформирован ультразвуковой луч с шириной углового захвата (А") последовательности амплитуд эхо-сигналов на уровне 6 дБ от бокового цилиндрического отражателя диаметром 6 мм, залегающего на глубине 44 мм в стандартном образце N- 2 (что составляег 5-10 ), характеризующего плоскостность ультразвуковой волны, падающей на отражатель.

Были проведены испытания при различных значениях углов ввода луча и длительности импульса с использованием 3 дефектоско1824574 сти образца на расстоянии не менее

40 ширины ультразвукового луча от основного

h- hu Ао

Ap — Ар

50 пов типа ДУК-66ПМ, УС-13И. ДУК-66, генератор зондирующих импульсов которых формировал акустические импульсы различной формы. Длительность импульса фиксировалась на уровне 0,5 от максимального значения амплитуды. Для дефектоскопов

УС-13И и ДУК-66 форма импульсов была . близка к прямоугольной.

При а= 38О, А == 10 и t =- 4Т проявляется нерегулярности в зависимости для диапазона h/А < 0,5. Сокращение длительности импульса до 2Т существенно улучшает монотонность кривой в указанном диапазоне, При а = 48 проявляются незначительные нерегулярности. При а = 45", А — 9 и t=-1,5Т. Зависимость квазилинейна до значений h/ Х < 0,5 (эа исключением возможной экспериментальной ошибки при h/ А .* 0,5), Для t =-. 2Т, А" - 5 и углов ввод колебаний

40,45 и 50 получены зависимосги (предпочтение следует отдать кривой 2 для а

-45 ). Для а - 46, А =- 7, t --- ЗТ, t =- 3,5Т и t - Т получены зависимости, иэ которых следует, что при t - Т формируется зависимость, близкая к линейной (квазилинейная с учетом возможных экспериментальных ошибок).

Данный способ может найти широкое применение при контроле широкого класса типоразмеров трубопроводов электростанций и другого оборудования, где возникает необходимость выявления несплошностей, выходящих на поверхности изделия. Причем контроль может быть реализован с лучшей достоверностью по сравнению с известными методами ультразвукового контроля, выражающейся в существенном улучшении линейности между высотой несплошности и амплитудой эхо-сигнала от нее. Это особенно важнодля оценки браковочных признаков несплошностей при контроле ответственных узлов трубопроводов АЭС или ТЭС, в процессе которого огптлмизируются критерии браковки изделий, Формула изобретения

1. Способ ультразвукового контроля поверхности трубопровода, заключающийся в том, что в трубопроводе под углом к повер5

35 хнос и возбуждают импульсные попере«ные колебания, сканируют ими трубопровод, принимают эхо-сигналы от несплошностей и сравнивают амплитуду приня i и; колебаний с максимальной амплитудой .;" сигна lов от плоского уголковоГо от !«х гг ля заданной Вы(QTbl hp В стандоа1 :о л образце, отличающийся тем, «л:.«.- ц .лью повышения достоверности контр >лл з. : счет обеспечения кваэилинейной з;.я, симости между амплитудой эхосиг 1.,",à L1 высотой несплошности, возбуждают плоские поперечные волны, угол влада колебаний выбирают в диапазоне 43-47", используют прямоугольный импульс длительностью 0,5 — 2 колебаний, частотой равной 0,5 С/hp, где С вЂ” скорость распрсстранения ультразвуковых колебаний в магериала грубопровода, 2, Способ поп.1,отличающийся тем, « Iо, с целью повышения достоверности

K0HTpoflH несп lowHOcTM типа риски, после обнаружения несплошности дополнительно сканируют поверхностью трубопровода вдоль его образующей, а о наличии риски судят l10 монотонному характеру огибающей последовагельности амплитуд фиксируемых эхо-сигналов.

3. :пособ поп. 1,отлича ющийся тем, что принятий эхо-сигнал сравнивают с двумя эхо-сигналами от аналогичных основного и дополнительного плоских отражателей, выpîòý hp дополнительного выбрана иэ соотнош-:ния 0,2hp K hp, сам дополнитель ный от,. жагель располагают на поверхноотражателя, а высоту несплошности определяют иэ выражения где Ар, Ал и А — максимальные амплитуды эхо-сиг млсв соответственно от основного, даполнителыiorn отражателей и несплошностей л трубопроводе.

1824574

Составитель И.Чариков

Техред М,Моргентал Корректор Н.Кешеля

Редактор

Заказ 2223 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