Способ ручного ультразвукового контроля (варианты)



Способ ручного ультразвукового контроля (варианты)
Способ ручного ультразвукового контроля (варианты)
Способ ручного ультразвукового контроля (варианты)

 


Владельцы патента RU 2442156:

Открытое акционерное общество "Государственный ракетный центр имени академика В.П. Макеева" (RU)

Использование: для ручного ультразвукового контроля качества заготовок в виде тел вращения со стороны их торцов. Сущность: заключается в том, что при ручном ультразвуковом контроле качества цилиндрических заготовок, высота которых не более их диаметра, выполняют со стороны торцов принудительное сканирование излучателя и приемника ультразвуковых колебаний по спирали Архимеда, после чего определяют наличие дефектов в материале объекта контроля с помощью дефектоскопической аппаратуры и регистрируют эти дефекты на поверхности объекта. Технический результат: обеспечение возможности исключения сложной и громоздкой сканирующей системы при проведении ультразвукового контроля заготовок в виде тел вращения, сохраняя высокую достоверность и надежность контроля. 3 н.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к области ручного ультразвукового контроля качества заготовок в виде тел вращения со стороны их торцов, в частности в малосерийном производстве, где автоматизированный вид контроля экономически невыгоден, и может найти широкое применение в различных отраслях промышленности.

Известен способ [1] ручного ультразвукового контроля качества изделий, включающий поиск дефектов путем ручного перемещения - сканирования преобразователя по поверхности изделия так, чтобы выявить дефекты во всем объеме контролируемого материала, при этом ручное сканирование изделий с плоской или цилиндрической поверхностью большого диаметра осуществляют возвратно-поступательным прямолинейным перемещением преобразователя.

Однако способ имеет ряд недостатков, заключающихся в субъективности человеческого фактора:

- редкий человек сможет от руки провести две прямых линии параллельно друг другу или две концентрических окружности, в результате чего происходит пропуск дефектов;

- при визуальном наблюдении за экраном дефектоскопической аппаратуры также внимание оператора постоянно отвлекается на соблюдение точности сканирования источника излучения и приемника ультразвуковых колебаний, что приводит к дополнительному пропуску выявляемых дефектов;

- при звуковой сигнализации автоматического сигнализатора дефектоскопической аппаратуры, поскольку ультразвуковой контроль проводится в цеховых условиях производственных шумов, что приводит к пропуску выявляемых дефектов.

- трудоемкость, утомляемость человека при ручном способе сканирования также снижают достоверность и надежность контроля.

Известен также другой способ [2], способ автоматизированного контроля крупногабаритных изделий, имеющих форму тел вращения, заключающийся в том, что в ручном режиме настраивают чувствительность дефектоскопической аппаратуры, устанавливают на предметный стол установки контролируемое изделие, центрируют его, подводят преобразователь в зону начала контроля на поверхности, включают автоматический режим контроля, сканируют преобразователем поверхность изделия по спирали и фиксируют в процессе контроля изделия дефектоскопической аппаратурой наличие или отсутствие в нем дефектов, при этом после ручной настройки дефектоскопической аппаратуры проводят ее проверку в автоматическом режиме, а ввод-прием акустических колебаний в изделие при его контроле, а также в эталон при настройке и ее проверке, осуществляют контактно-щелевым методом с применением преобразователей с локальной ванной.

Автоматизированный ультразвуковой контроль имеет целый ряд преимуществ в сравнении с ручным. Он обладает высокой достоверностью и надежностью, повторяемостью результатов, документированием этих результатов.

Однако и этот метод имеет свои недостатки:

- требует громоздкую, сложную по конструкции, сканирующую систему;

- сканирующая система имеет большую металлоемкость;

- сканирующая система обладает высоким энергопотреблением, поскольку вращается объект контроля, имеющий большую массу;

- способ требует большие первоначальные финансовые вложения;

- способ экономически невыгоден для малосерийного или разового производства.

Однако, несмотря на имеющиеся серьезные недостатки, автоматизированный ультразвуковой способ контроля по своей результативности является наиболее близким аналогом предлагаемого способа и может быть принят за его прототип.

Задача предлагаемого изобретения состоит в устранении указанных недостатков прототипа и аналога.

Результаты поставленной задачи достигаются следующими техническими решениями:

- принудительное ручное сканирование излучателя и приемника ультразвуковых колебаний строго по спирали Архимеда;

- фиксирование положения выявляемых дефектов на поверхности сканирования карандашом или краской;

- считывание угловых координат по окружности и линейных по радиусу;

- введение результатов контроля в компьютер;

- обработка результатов контроля на компьютере;

- документирование результатов ручного контроля, распечатка на принтере в виде протокола результатов контроля и дефектограммы.

Способ иллюстрируется графически на фиг.1, 2, 3. На фиг.1 представлен первый вариант ручного ультразвукового контроля, где 1 - объект ультразвукового контроля, в виде сплошного цилиндра, высота которого равна или меньше его диаметра; 2 - закрепленный на объекте контроля стержень с резьбой на его цилиндрической поверхности, шаг которой равен толщине нити или проволоки, соединяющей, стержень с излучателем-приемником ультразвуковых колебаний, а длина витка равна шагу сканирования излучателя-приемника ультразвуковых колебаний вдоль радиуса объекта 1 контроля; 3 - нить соединяющая стержень 2 с излучателем-приемником ультразвуковых колебаний; 4 - излучатель-приемник ультразвуковых колебаний; 5 - дефектоскопическая аппаратура, к входу которой подключен излучатель-приемник 4; 6 - траектория перемещения (сканирования) излучателя-приемника 4 по поверхности торца объекта 1 в процессе ультразвукового контроля.

Способ осуществляется следующим образом.

Излучатель-приемник 4 ультразвуковых колебаний перемещают, например, справа налево по краю торца контролируемого объекта 1. В результате натяжения нити 2 и воздействия ее на движение излучателя-приемника 4 он движется по круговой траектории 6. В процессе перемещения излучателя-приемника 4 нить 3, наматываясь на стержень 2, укорачивается, заставляя излучатель-приемник 4 перемещаться не только по кругу, но и по радиусу, смещая его к центру, меняя траекторию его движения с круговой на спираль 6 Архимеда. Чем больше оборотов вокруг стержня делает излучатель-приемник 4, тем больше он приближается к стержню 2 на поверхности торца контролируемого изделия 1. Таким образом происходит сканирование излучателя-приемника 4 по спирали 6 Архимеда, при этом излучение ультразвуковых колебаний осуществляется перпендикулярно поверхности их ввода. Если дефекты на пути ультразвуковых колебаний к противоположному торцу отсутствуют, колебания отражаются только от него. Поэтому дефектоскопическая аппаратура выявляет только те колебания, которые отражаются между верхним и нижним торцом, то есть от дефектов внутри контролируемого объекта 1. Поскольку сканирование осуществляется по всей поверхности торца объекта 1 с постоянным шагом, контроль осуществляется по всему материалу объекта и пропуск дефектов просто невозможен. В результате устраняется один из важнейших субъективных факторов ручного ультразвукового контроля - неравномерность шага сканирования. Местоположение выявленных дефектов отмечают на контролируемой поверхности фломастером или краской.

На фиг.2 представлена иллюстрация второго варианта ручного ультразвукового контроля качества изделий, которая отличается от иллюстрации на фиг.1 позицией 7 - круговой градусной шкалой. Сканирование излучателя-приемника 4 по поверхности торца контролируемого объекта 1 во втором способе осуществляется аналогично сканированию в первом способе по спирали 6 Архимеда. Однако второй способ позволяет считывать координаты залегания дефектов на торцевой поверхности объекта 1 контроля при их обнаружении. Угловые координаты отсчитывают по круговой шкале 7, установленной в центре торцевой поверхности и зафиксированной стержнем 2, а линейные (радиальные) координаты определяют по количеству витков нити на стержне 2, перемножая величину шага сканирования в мм на количество шагов (витков нити на стержне), получают радиальную координату дефекта в мм. В результате второй вариант предлагаемого способа позволяет не только провести равномерный контроль изделия по поверхности торца, но и зарегистрировать в рабочем журнале величину выявленных дефектов и глубину их залегания и их координаты: линейные и угловые, на поверхности сканирования.

На фиг.3 представлена графически иллюстрация третьего способа ручного ультразвукового контроля, которая отличается от предыдущих позицией 8 - линейной шкалой по радиусу объекта 1 контроля. Третий способ позволяет сканировать излучатель-приемник 4 аналогично сканированию первого и второго вариантов способа по спирали Архимеда, считывать угловые координаты дефектов аналогично второму варианту способа с точностью до ±1,0° и линейные координаты по шкале 8, с точностью до ±0,5 мм, ввести их в компьютер и по программе выполнить дефектограмму и протокол контроля, распечатать их на принтере, то есть задокументировать результаты контроля.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет произвести полный ручной ультразвуковой контроль цилиндрического изделия, исключающий человеческий фактор пропуска дефектов, за счет сканирования по спирали Архимеда, регистрации величины выявляемых дефектов и их координат и документирования результатов контроля на принтере, что обеспечивает качество ручного контроля, не уступающего результатам автоматизированного.

Источники информации

1. 620.170:534.6(035) Н54 Справочник «Неразрушающий контроль», под ред. В.В.Клюева, т.3 «Ультразвуковой контроль», М., Машиностроение, 2006 г., стр.240, п.2.2.4.8 «Плотность сканирования», стр.342, п.3.1.4 «Проведение контроля».

2. Патент РФ №2327153. «Способ ультразвукового контроля изделий, имеющих форму тел вращения», кл. G01N с приоритетом от 22 августа 2006 г.

3. Авт. свид. СССР №1208507. «Устройство для ультразвукового контроля сварных круговых швов», кл. G01N с приоритетом от 30 января 1984 г.

4. Авт. свид. СССР №1522088. «Устройство для ультразвукового контроля изделий».

1. Способ ручного ультразвукового контроля качества цилиндрических заготовок, высота которых не более их диаметра, со стороны торцов, включающий принудительное сканирование излучателя и приемника ультразвуковых колебаний по спирали Архимеда, излучение и прием ультразвуковых колебаний, определение наличия дефектов в материале объекта контроля с помощью дефектоскопической аппаратуры и регистрацию этих дефектов на поверхности объекта.

2. Способ ручного ультразвукового контроля качества цилиндрических заготовок, высота которых не более их диаметра, со стороны торцов, включающий принудительное сканирование излучателя и приемника на поверхности объекта контроля по спирали Архимеда, излучение и прием ультразвуковых колебаний, определение наличия дефектов в материале объекта контроля с помощью дефектоскопической аппаратуры, регистрацию этих дефектов на поверхности объекта, считывание координат обнаруженных дефектов и регистрацию их в рабочем журнале.

3. Способ ручного ультразвукового контроля качества цилиндрических заготовок, высота которых не более их диаметра, со стороны торцов, включающий принудительное сканирование излучателя и приемника на поверхности объекта контроля по спирали Архимеда, излучение и прием ультразвуковых колебаний, определение наличия дефектов в материале объекта контроля с помощью дефектоскопической аппаратуры, отметку этих дефектов на поверхности объекта, считывание координат обнаруженных дефектов, ввод их в компьютер и документирование результатов контроля на принтере в виде протокола и дефектограммы.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к ультразвуковой дефектоскопии изделий и может быть использовано в различных отраслях промышленности для определения качества продукции при контроле.

Изобретение относится к области неразрушающего контроля сосудов, работающих под давлением, и предназначено для обнаружения и определения характеристик дефектов в сварных соединениях и основном металле сосудов и баллонов высокого давления, эксплуатируемых на воздушных судах, а также для определения толщины стенок баллонов.

Изобретение относится к ультразвуковому неразрушающему контролю и может быть использовано при создании автоматических систем контроля листовых материалов иммерсионным методом.

Изобретение относится к устройствам неразрушающего контроля горячего и холодного листового проката с использованием электромагнитно-акустических преобразователей.

Изобретение относится к средствам неразрушающего контроля. .

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и предназначено для геометрического и ультразвукового контроля многослойных изделий, в частности, измерения геометрических размеров и контроля прилегания оболочки к сердечнику тепловыделяющих элементов исследовательских ядерных реакторов.

Изобретение относится к области средств неразрушающего контроля и может быть использовано для контроля плоского напряженного состояния в различных элементах конструкций, изготовленных из анизотропных материалов.

Изобретение относится к средствам и методам неразрушающего контроля, а именно к конструкции устройств для ориентации и сканирования, и может быть использовано для контроля железнодорожных колес разных размеров.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и предназначено для ультразвукового контроля неприлегания оболочки к сердечнику тепловыделяющих элементов для ядерных реакторов.

Изобретение относится к области неразрушающего контроля неповоротных цилиндрических деталей, в частности трубопроводов, и направлено на упрощение конструкции устройства, увеличение скорости сканирования при сохранении точности и надежности контроля, что обеспечивается за счет того, что устройство содержит блок контрольно-измерительной аппаратуры, дистанционного управления и обмена данными и механизм перемещения по винтовой траектории, обеспечивающий возможность изменения направления движения

Изобретение относится к области медицинской диагностики и направлено на создание ультразвукового нелинейного томографа, содержащего малое количество приемных и излучающих преобразователей, преимущественно для маммографии, дефектоскопии и неразрушающего контроля различных объектов. Ультразвуковой томограф включает приемно-излучающее устройство с приемоизлучающими пьезопреобразователями, к входу которого подключен канал формирования излучаемых сигналов, а к выходу - канал анализа принятых сигналов. Приемно-излучающее устройство содержит, по меньшей мере, два излучающих цилиндрических пьезопреобразователя с широкой полосой излучаемых кодированных сигналов и, по меньшей мере, один приемный цилиндрической пьезопреобразователь с широкой полосой принимаемого сигнала, продольная ось которых расположена вертикально, и систему акустических зеркал, включающую вертикально расположенные друг над другом нижнее малое акустическое зеркало и верхнее большое акустическое зеркало, которые выполнены в виде соосных усеченных конусов с одинаковыми углом конусности и высотой и различным средним радиусом. Излучающие и приемный пьезопреобразователи установлены на уровне нижнего малого акустического зеркала, а их высота составляет 0,8÷0,9 от высоты каждого из акустических зеркал. Использование изобретения позволяет повысить разрешающую способность восстановления изображения внутренних структур мягких тканей при уменьшении количества преобразователей. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области неразрушающего контроля. Сущность: дефектоскопическая установка для неразрушающего контроля конструкции, у которой имеется внутренняя часть с отверстием, содержит внешний зонд с множеством стенок, у каждой из которых имеется поверхность, соответствующая одной из множества соответствующих внешних поверхностей соответствующей стенки конструкции. Внешний зонд содержит первый элемент внешнего зонда, а также второй элемент внешнего зонда, магнитно сопряженные друг с другом за счет магнитного притяжения между магнитом, расположенным на первом элементе внешнего зонда, и магнитом, расположенным на втором элементе внешнего зонда. Устройство также содержит магнитный балансир, выполненный с возможностью принудительного перемещения второго элемента внешнего зонда в направлении повышенного магнитного сопряжения между вторым элементом внешнего зонда и первым элементом внешнего зонда за счет магнитного отталкивания между магнитом, расположенным на магнитном балансире, и магнитом, расположенным на втором элементе внешнего зонда. 2 н. 13. з.п. ф-лы, 5 ил.

Использование: для ультразвуковой дефектоскопии. Сущность изобретения заключается в том, что вращающийся трансформатор 5 включает в себя пластинчатый статор 51, имеющий катушку, размещенную на одной его поверхности, и пластинчатый ротор 52, имеющий катушку, размещенную на одной его поверхности, в котором соответствующие поверхности размещения катушек расположены напротив друг друга таким образом, что между катушками осуществляется передача сигнала в диапазоне частот от 1 до 10 МГц. Статор включает в себя подложку 512, на которой множество одновитковых катушек сформировано в форме концентрических окружностей, и несущий элемент 513. Ротор включает в себя подложку 522, на которой одновитковые катушки 521 в том же количестве сформированы в форме концентрических окружностей, и несущий элемент 523. Воздух или материал M, который является изолятором и имеет относительную магнитную проницаемость, по существу равную 1, находится между подложкой 512 и несущим элементом 513, и между подложкой 522 и несущим элементом 523. Технический результат: обеспечение возможности эффективно осуществлять многоканальную передачу сигнала, препятствуя при этом увеличению размеров устройства. 2 н.п., 2 з.п. ф-лы, 16 ил.

Использование: для ультразвукового контроля крупногабаритных, толстостенных изделий, имеющих форму тел вращения. Сущность изобретения заключается в том, что объект контроля в процессе контроля сохраняет состояние покоя и одновременно контролируется со стороны боковой и торцевой поверхности, сканирование преобразователей по поверхностям ввода-приема акустических колебаний в маятниковом режиме по круговой траектории, полный оборот, например, по часовой стрелке, полный оборот в обратную сторону, при этом после каждого полного оборота один преобразователь смещается на шаг по боковой образующей, а другой - по радиусу изделия к его оси вращения. Результаты контроля по боковой и торцевой поверхностям одновременно по двум каналам обрабатываются дефектоскопической компьютеризированной аппаратурой и распечатываются последовательно в одном протоколе и дефектограмме, затем в другом протоколе и дефектограмме. Технический результат: увеличение производительности контроля, снижение энергопотребления, повышение достоверности контроля. 4 ил.
Наверх