Способ ультразвукового обнаружения микротрещин на рабочей выкружке головки рельса



Способ ультразвукового обнаружения микротрещин на рабочей выкружке головки рельса
Способ ультразвукового обнаружения микротрещин на рабочей выкружке головки рельса
Способ ультразвукового обнаружения микротрещин на рабочей выкружке головки рельса

 


Владельцы патента RU 2545493:

Открытое акционерное общество "РАДИОАВИОНИКА" (RU)

Использование: для ультразвукового обнаружения микротрещин на рабочей выкружке головки рельса. Сущность изобретения заключается в том, что на поверхности катания рельса устанавливают два электроакустических преобразователя, направленные на противоположные внутренние поверхности головки рельса, зондируют головку рельса, для чего, перемещая электроакустические преобразователи вдоль рельса, излучают зондирующие и принимают отраженные ультразвуковые сигналы, которые анализируют в выбранном временном окне, и делают заключение о наличии и степени развития дефекта, при этом положение и направление излучения электроакустических преобразователей выбирают так, чтобы их ультразвуковые зондирующие сигналы после отражения от внутренних поверхностей головки рельса были направлены соответственно на рабочую и нерабочую выкружки головки рельса, временное окно приема сигналов от микротрещин на рабочей выкружке головки рельса выбирают в окрестности ожидаемого времени приема сигналов, отраженных от выкружек головки рельса, в котором увеличивают чувствительность приема электроакустических преобразователей до уровня начала приема структурных шумов металла рельса, анализ отраженных ультразвуковых сигналов и заключение о наличии и степени развития микротрещин производят на основе сравнения отраженных сигналов, принятых электроакустическими преобразователями от рабочей и нерабочей выкружек. Технический результат: обеспечение возможности обнаружения и оценки степени развития микротрещин на выкружке головки рельса на разных стадиях. 3 ил.

 

Изобретение относится к области ультразвукового (УЗ) неразрушающего контроля железнодорожных рельсов. Способ может быть использован для обнаружения и оценки поверхностных микротрещин на рабочей выкружке головки рельса.

Проблема поверхностных микротрещин на головке рельса рассмотрена в [1]. Причиной возникновения поверхностных микротрещин на поверхности головки рельса являются усталостные напряжения из-за чрезмерного давления колеса на нее. Очевидно, что такие повреждения возникают на поверхности катания и на рабочей выкружке головки рельса. Дефект начинает развиваться с микротрещин, которые могут быть устранены шлифовкой. Под воздействием нагрузок, влаги и других воздействий глубина микротрещин возрастает. На ранних стадиях развития микротрещины могут быть ликвидированы путем шлифовки рельса, предотвращая серьезные последствия. Развитие микротрещин в конечном итоге приводит к возникновению обширной поперечной трещины головки. Таким образом, раннее обнаружение микротрещин на рабочей выкружке головки рельса является актуальной задачей.

В [1] перечислены возможные способы поиска микротрещин в головке рельса, в частности вихретоковый метод, который считается более пригодным для менее, а УЗ-для более глубоких микротрещин. Авторы данного изобретения предлагают вариант решения задачи поиска микротрещин на любой стадии развития УЗ методом.

Известен способ УЗ обнаружения микротрещин на головке рельса [2], заключающийся в вихретоковом зондировании головки рельса с целью обнаружения поверхностных микротрещин на ней. Такие способы и приборы могут обнаруживать дефекты путем возбуждения вихревых токов в контролируемом изделии. Величина этих токов зависит от частоты возбуждающего тока, электропроводности и магнитной проницаемости материала изделия, относительного расположения катушки и детали, а также от наличия на поверхности дефектов типа нарушения сплошности.

Недостатком данного способа является низкая достоверность обнаружения дефектов и высокая стоимость аппаратуры. Низкая достоверность связана с тем, что вихретоковыми методами трудно определить степень дефектности изделия, поскольку множество мелких дефектов и один большой могут обладать схожими свойствами, кроме того, эти методы имеют проблемы с выдерживанием требуемых зазоров между зондом и рельсом. Стоимость вихретоковых приборов дефектоскопов оказывается на порядок выше УЗ, что также затрудняет широкое применение вихретоковых методов для решения поставленной задачи.

Известны способы обнаружения дефектов в головке рельса [3], [4], [5], [6], [7], заключающиеся в том, что на поверхности катания рельса устанавливают электроакустические преобразователи (ЭАП), направленные на противоположные внутренние поверхности головки рельса, зондируют головку рельса, для чего, перемещая ЭАП вдоль рельса, излучают зондирующие и принимают отраженные ультразвуковые сигналы, которые анализируют в выбранном временном окне и делают заключение о наличии и степени развития дефектов.

Принцип действия данных способов заключается в том, что УЗ зондирующие сигналы, излученные с поверхности катания рельса, отражаясь от внутренних поверхностей головки рельса, вновь пересекают головку, образуя линии (схему) зондирования. При наличии дефекта, не параллельного линии зондирования, УЗ сигнал в той или иной степени отражается от него и возвращается к излучающим-приемным ЭАП. Принятый сигнал анализируется и делается вывод о наличии дефекта. Такая схема позволяет обнаруживать дефекты разной ориентации, а перемещение ЭАП вдоль рельса - по всей его длине.

Недостатком этих способов является их плохая пригодность для решения задачи обнаружения микротрещин на рабочей выкружке головки рельса. Этот недостаток связан с тем, что указанные в способах заявленные углы ввода УЗ зондирующих сигналов не гарантируют их попадание в выкружки головки рельса. Кроме того, размеры микротрещины на рабочей выкружке головки рельса малы, как и амплитуды сигналов, отраженных от них, что не позволяет обнаруживать их в обычных режимах зондирования.

Наиболее близким к заявляемому является способ УЗ обнаружения дефектов в головке рельса [8], заключающийся в том, что на поверхности катания рельса устанавливают два электроакустических преобразователя (ЭАП), направленные на противоположные внутренние поверхности головки рельса, зондируют головку рельса, для чего, перемещая электроакустические преобразователи вдоль рельса, излучают зондирующие и принимают отраженные ультразвуковые сигналы, которые анализируют в выбранном временном окне, и делают заключение о наличии и степени развития «oval flaws» - овальных дефектов, т.е. поперечных трещин в головке рельса, классифицируемых в России как дефекты с кодами 20.1-2, 21.1-2, 27.1-2 [9]. Направления излучения УЗ колебаний в способе [9] выбирают под углами α1=10°-25° от продольной оси рельса по горизонтали и α2=60°-80° вглубь рельса от вертикали.

Недостаток этого способа - плохая пригодность для решения задачи обнаружения микротрещин на рабочей выкружке головки рельса. Этот недостаток связан с тем, что данный способ зондирования обеспечивает попадание линий зондирования в рабочую выкружку головки рельса лишь в частном случае, [8], Фиг.7. Кроме того, микротрещины на рабочей выкружке головки рельса малы и амплитуда сигналов, отраженных от них, на порядки меньше амплитуд сигналов от поперечных (овальных) дефектов в головке рельса.

Задачей, решаемой заявляемым способом, является обнаружение и оценка степени развития микротрещин на выкружке головки рельса на разных стадиях. Решение этой задачи позволяет устранить указанные микротрещины и предотвратить их дальнейшее развитие.

Для решения этой задачи в способе ультразвукового обнаружения микротрещин на рабочей выкружке головки рельса, заключающемся в том, что на поверхности катания рельса устанавливают два электроакустических преобразователя, направленные на противоположные внутренние поверхности головки рельса, зондируют головку рельса, для чего, перемещая электроакустические преобразователи вдоль рельса, излучают зондирующие и принимают отраженные ультразвуковые сигналы, которые анализируют в выбранном временном окне, и делают заключение о наличии и степени развития дефекта, причем положение и направление излучения электроакустических преобразователей выбирают так, чтобы их ультразвуковые зондирующие сигналы после отражения от внутренних поверхностей головки рельса были направлены соответственно на рабочую и нерабочую выкружки головки рельса, временное окно приема выбирают в окрестности ожидаемого времени приема сигналов, отраженных от выкружек головки рельса, в котором увеличивают чувствительность приема электроакустических преобразователей до уровня начала приема структурных шумов металла рельса, анализ отраженных ультразвуковых сигналов и заключение о наличии и степени развития микротрещин производят на основе сравнения отраженных сигналов, принятых электроакустическими преобразователями от рабочей и нерабочей выкружек головки рельса.

Существенными отличиями заявляемого способа от прототипа являются:

Положение и направление излучения электроакустических преобразователей выбирают так, чтобы их ультразвуковые зондирующие сигналы после отражения от внутренних поверхностей головки рельса были направлены соответственно на рабочую и нерабочую выкружки головки рельса. Такой выбор положения ЭАП и схемы прозвучивания обеспечивают достижение УЗ лучами выкружек головки рельса вне зависимости от положения ЭАП на поверхности катания рельса, формы рельса (в разных сортаментах рельсов и странах боковая и нижняя часть головки рельса имеют разную форму). При износе головки рельса требуемое направление удается сохранить за счет ширины диаграммы направленности ЭАП. Указанному способу задания направлений ввода УЗ колебаний в рельс соответствуют углы излучения ЭАП α1=10°-90° от продольной оси рельса по горизонтали, а углы α2 - вглубь рельса от вертикали выбираются в зависимости от формы рельса так, чтобы зондирующие сигналы попадали в выкружку головки рельса.

В прототипе предлагается использовать углы α1=10°-25° от продольной оси рельса по горизонтали и α2=60°-80° вглубь рельса от вертикали, что позволяет обнаруживать «oval flaws» - овальные дефекты в головке рельса, но не гарантируют попадание зондирующих сигналов в выкружки головки рельса.

Временное окно приема выбирают в окрестности ожидаемого времени приема сигналов отраженных от выкружек головки рельса, в котором увеличивают чувствительность приема электроакустических преобразователей до уровня начала приема структурных шумов металла рельса. Такое решение позволяет обнаруживать микротрещины на головке рельса, т.е. дефекты на ранних стадиях развития, которые могут быть устранены.

В прототипе стремятся найти развитые овальные дефекты, у которых амплитуда отраженных сигналов достаточно высока по сравнению с сигналами от микротрещин, которые прототип не может обнаружить.

Анализ отраженных ультразвуковых сигналов и заключение о наличии и степени развития микротрещин производят на основе сравнения отраженных сигналов принятых электроакустическими преобразователями от рабочей и нерабочей выкружек. Отсутствие микротрещин на нерабочей выкружке головки позволяет использовать сигнал от нее как опорный, содержащий информацию об уровне структурных шумов металла данного рельса. Исключение из сигналов, отраженных от рабочей выкружки, структурных шумов позволяет с большей достоверностью выделять сигналы от микротрещин.

В прототипе ЭАП используются по отдельности, каждый из которых обнаруживает овальные дефекты определенной ориентации, но не микротрещины.

Заявляемый способ иллюстрирует следующие графические материалы, на которых стрелками обозначены направления осей излучения (приема) УЗ колебаний ЭАП:

Фиг.1 - схема прозвучивания по п.1 формулы изобретения, где:

1. головка рельса;

2. микротрещины;

3. рабочая выкружка головки рельса;

4. измерительный ЭАП;

5. опорный ЭАП.

Фиг.2 - Устройство, реализующее заявляемый способ, где:

6. первый коммутатор;

7. второй коммутатор;

8. генератор УЗ зондирующих сигналов;

9. приемник-усилитель отраженного сигнала;

10. аналого-цифровой преобразователь;

11. компьютер;

12.дисплей.

Фиг.3 -. временные диаграммы (развертка А) сигналов от рельса:

a) без микротрещин;

b) с малыми микротрещинами;

c) с большими микротрещинами.

Рассмотрим возможность реализации заявляемого способа.

Перед началом измерений. Фиг.1, исходя из геометрических размеров головки рельса 1, рассчитывают и выбирают местоположение измерительного ЭАП 4 и опорного 5 на поверхности катания рельса 1, а также углы ввода УЗ колебаний по направлению перемещения - α1, а по глубине - α2 так, чтобы после отражения от внутренних поверхностей головки нерабочей стороны рельса линия зондирования ЭАП 4 была направлена на рабочую выкружку 3 головки рельса 1, а ЭАП 5 на противоположную - нерабочую. Заметим, что заявляемый способ в зависимости от формы головки рельса допускает другие варианты зондирования, например, измерительный ЭАП 4 - подголовочная поверхность рабочей стороны головки рельса - рабочая выкружка 3 головки рельса 1. Формула изобретения допускает также зондирование с углом α1=90°, т.е. поперек головки рельса 1. ЭАП 4 и 5 имеют определенную диаграмму направленности, что позволяет охватить зондирующим сигналом всю выкружку 3 головки рельса 1.

Расчетные места установки ЭАП и углы ввода УЗ колебаний уточняют путем калибровки. Для этого установленными на рельс ЭАП 4 или 5 излучают зондирующие сигналы, которые принимают дополнительным ЭАП, установленным на соответствующих выкружках головки рельса. Нахождение точки приема максимальной амплитуды позволяет проверить и, при необходимости, скорректировать установку ЭАП 4 и 5. Измерение интервала времени от момента t=0 излучения УЗ сигналов ЭАП 4 или 5 и их приема дополнительным ЭАП позволяет оценить ожидаемое время Т распространения УЗ зондирующих сигналов от ЭАП 4 (5) до соответствующих выкружек головки рельса 1 с учетом направления излучения, свойств металла рельса 1, температуры и т.п.

Выбирают временное окно приема зондирующих сигналов, отраженных от микротрещин на рабочей выкружке головки рельса, t=(2T±τ), соответствующее времени Т распространения УЗ от ЭАП 4 (5) до соответствующих выкружек головки рельса 1 и обратно до ЭАП 4-T, где τ - возможный разброс указанного времени с учетом различных случайных параметров (смещения ЭАП от выбранного положения и ширины диаграммы их направленности, изменения температуры и т.п.). В указанном временном окне увеличивают чувствительность приема ЭАП 4 и 5 (коэффициент усиления приемников-усилителей 9) до уровня начала приема ими структурных шумов металла рельса. Отметим, что в остальном временном окне от t=0 до t=(2Т-τ) коэффициент усиления приемников-усилителей 9 может быть обычным, пригодным, например, для обнаружения «овальных дефектов», как в прототипе.

Выбирают частоту УЗ зондирования рельса 1 исходя из требований по требуемой разрешающей способности и скорости перемещения ЭАП на ручной тележке, автомотрисе или вагоне-дефектоскопе.

Производят зондирование путем излучения ЭАП 4 и 5 УЗ колебаний в головку рельса 1 и приема ими же отраженных сигналов в выбранном временном окне, перемещая электроакустические преобразователи вдоль рельса.

При отсутствии микротрещин сигналы, принятые ЭАП 4 и 5, не будут отличаться друг от друга и от обычного структурного шумового сигнала при зондировании головки рельса, Фиг.3, а), где первый всплеск - УЗ сигналы, отраженные от поверхности рельса 1. Второй всплеск УЗ сигнала связан с отражением от внутренней поверхности рельса. Теоретически такого сигнала не должно быть, однако из-за неровности поверхностей рельса и ширины диаграммы направленности ЭАП зондирующий сигнал частично возвращается к излучателю. Сравнивают сигналы, принятые ЭАП 4 и 5. При отсутствии микротрещин сигналы, принятые ЭАП 4 и 5, соответствуют шуму, Фиг.3, а). При наличии небольших микротрещин на выкружке головки рельса амплитуда УЗ сигнала, отраженного от них и принятого измерительным ЭАП 4, оказывается больше, чем у опорного ЭАП 5, Фиг.3, b). При увеличении глубины микротрещин, Фиг.3, с), амплитуда принятых сигналов у ЭАП 4 становится еще больше. Таким образом, амплитуда сигналов, отраженных от микротрещин на выкружке головки, свидетельствует об их глубине.

Выбирают частоту УЗ зондирования ЭАП исходя из требований по требуемой разрешающей способности и скорости перемещения ЭАП на ручной тележке, автомотрисе или вагоне-дефектоскопе, с заданной скоростью производят контроль всего рельсового пути.

Устройство, реализующее заявляемый способ, изображенное на Фиг.2, является обычным многоканальным УЗ дефектоскопом и содержит:

4, 5 - ЭАП, предназначенные для излучения и приема УЗ колебаний;

6 - коммутатор, предназначенный для подключения генератора УЗ зондирующих сигналов 8 к требуемому ЭАП (4 или 5),

7 - коммутатор, предназначенный для подключения ЭАП (4 или 5) к приемнику-усилителю 9 отраженных зондирующих сигналов. Коммутаторы 6 и 7 управляются компьютером 12. Коэффициент усиления приемника-усилителя 9 изменяется под управлением компьютера 11. Аналого-цифровые преобразователи 10 обеспечивают преобразование принятых сигналов в цифровой код.

Компьютер 11 синхронизирует работу всех устройств, принимает оцифрованные сигналы от ЭАП, обрабатывает их и отображает результаты на дисплее 12.

Работа устройства, реализующего заявляемый способ, Фиг.2, заключается в том, что по команде от компьютера 11 генератор 8 формирует УЗ зондирующие сигналы, которые поочередно через управляемый компьютером 11 коммутатор 6, подаются на ЭАП 4 или 5. УЗ зондирующие сигналы после отражения от соответствующих элементов головки рельса 1 вновь поступают на ЭАП 4 или 5 и через коммутатор 7, управляемый компьютером 11, - на приемник-усилитель 9. Коэффициент усиления последнего изменяется компьютером 11 в зависимости от времени и амплитуды принятых сигналов. Во временном окне приема сигналов от поверхностных микротрещин коэффициент усиления увеличивается до появления структурных шумов у ЭАП. Сигналы с усилителя преобразуются в цифровую форму аналого-цифровым преобразователем 10 и поступают в компьютер 11, где результаты измерений отображаются на дисплее 12 и обрабатываются в соответствии с приведенным выше описанием.

Таким образом, заявляемый способ может быть реализован, позволяет обнаруживать микротрещины в головке рельса и оценивать степень их развития. Обнаружение таких дефектов на ранних стадиях позволяет предотвратить катастрофические последствия на железной дороге.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. Бели Я., Немеет И. Контактно-усталостные микротрещины головки рельса. Журнал ″Путь и путевое хозяйство″, №5, 2011 г.

2. Патент RU 2184960.

3. Патент RU RU 2308027.

4. Патент RU 23987.

5. Патент RU 2184374.

6. Патент RU 89235.

7. Патент RU 22330.

8. Патент US 4700574.

9. http://ждпуть.рф/docs/defrels.pdf.

Способ ультразвукового обнаружения микротрещин на рабочей выкружке головки рельса, заключающийся в том, что на поверхности катания рельса устанавливают два электроакустических преобразователя, направленные на противоположные внутренние поверхности головки рельса, зондируют головку рельса, для чего, перемещая электроакустические преобразователи вдоль рельса, излучают зондирующие и принимают отраженные ультразвуковые сигналы, которые анализируют в выбранном временном окне, и делают заключение о наличии и степени развития дефекта, отличающийся тем, что положение и направление излучения электроакустических преобразователей выбирают так, чтобы их ультразвуковые зондирующие сигналы после отражения от внутренних поверхностей головки рельса были направлены соответственно на рабочую и нерабочую выкружки головки рельса, временное окно приема сигналов от микротрещин на рабочей выкружке головки рельса выбирают в окрестности ожидаемого времени приема сигналов, отраженных от выкружек головки рельса, в котором увеличивают чувствительность приема электроакустических преобразователей до уровня начала приема структурных шумов металла рельса, анализ отраженных ультразвуковых сигналов и заключение о наличии и степени развития микротрещин производят на основе сравнения отраженных сигналов, принятых электроакустическими преобразователями от рабочей и нерабочей выкружек.



 

Похожие патенты:

Использование: для лазерно-ультразвукового контроля качества паяных соединений. Сущность изобретения заключается в том, что генерируют с помощью импульсного лазера оптические импульсы, преобразуют их в акустический сигнал - последовательность ультразвуковых импульсов, образующих зондирующий ультразвуковой луч, облучают этим лучом исследуемый объект, принимают пьезоприемником отраженные от исследуемого объекта сигналы, анализируют их и по результатам анализа судят о внутренних дефектах объекта, при этом указанный акустический сигнал формируют в виде апериодической последовательности ультразвуковых импульсов длительностью от 5 до 20 нс с образованием зондирующего ультразвукового луча с диаметром в пределах от 0,6 до 1,0 мм.

Использование: для неразрушающих методов контроля внутренних структур объектов. Сущность изобретения заключается в том, что лазерный ультразвуковой дефектоскоп содержит импульсный лазер, соединенный через оптоволокно с оптико-акустическим преобразователем, выполненным в виде единого блока, расположенного на исследуемом объекте, и содержащим пластину оптико-акустического генератора, а также пьезоприемник, соединенный через усилитель с аналого-цифровым преобразователем, подключенным к компьютеру, при этом оптико-акустический генератор и пьезоприемник пространственно разнесены и размещаются на наклонных звукопроводах, контактирующих с исследуемым материалом, а лазер, аналого-цифровой преобразователь и блок питания размещены в отдельном корпусе.

Использование: для измерения внутренних локальных механических напряжений в стальных конструкциях. Сущность изобретения заключается в том, что устройство для измерения внутренних локальных механических напряжений стальных конструкций, содержащее корпус, заполненный иммерсионной жидкостью, акустическое фокусирующее устройство в виде линз, взаимодействующее с ультразвуковым преобразователем, и блок приема информации с регистрирующими датчиками, при этом корпус выполнен в виде металлической емкости с расположенными в нем одинаковыми акустическими линзами, ко дну корпуса, с наружной стороны, закреплены приемные пьезопреобразователи, расположенные на фокальной плоскости линз, а в верхней части корпус снабжен стальной пробкой со сферической поверхностью, направленной к акустическим линзам, при этом с наружной стороны пробка имеет глухое отверстие, в котором расположен литиевый цилиндр, верхний конец которого взаимодействует с исследуемой конструкцией, а снаружи он окружен индукционной катушкой, закрепленной в кольце-каркасе, взаимодействующем с дополнительно установленной опорной перекладиной, которая соединена с нижней перекладиной, а блок приема информации снабжен импульсным генератором, двумя широкополосными усилителями, резистором, аналогово-цифровым преобразователем и персональным компьютером.

Изобретение относится к неразрушающему контролю магистральных трубопроводов. В диагностируемый магистральный нефтепровод помещают внутритрубный снаряд-одометр, снабженный источником изотропного акустического излучения, линейкой приемников гидрофонов и бортовым микрокомпьютером.

Использование: для неразрушающего исследования гибких композитных изделий. Сущность изобретения заключается в том, что исследование внутренней структурной изменчивости в объеме гибкого композитного эластомерного изделия или различий между гибкими композитными эластомерными изделиями включает установку гибкого композитного эластомерного изделия в фиксированное положение, простукивание изделия, определение продолжительности ударного воздействия при простукивании и сравнение продолжительности ударного воздействия с эталонным значением.

Использование: для определения направленности дефекта. Сущность изобретения заключается в том, что ультразвуковой головкой (2) из разных измерительных точек (МР) воздействуют ультразвуковыми сигналами на конструктивный элемент (В), причем ультразвуковые эхо-сигналы, которые отражаются от находящейся внутри конструктивного элемента (В) подлежащей исследованию точки (Р) обратно к измерительным точкам (МР), принимаются этой или другой ультразвуковой головкой (2); и с модулем (4) обработки данных, который с учетом направления звукового воздействия между соответствующей измерительной точкой (МР) и подлежащей исследованию точкой (Р) оценивает принятые эхо-сигналы для определения ориентации дефекта, причем в зависимости от зарегистрированного времени прохождения сигнала между моментом подачи ультразвукового сигнала и моментом приема отраженного обратно дефектом ультразвукового эхо-сигнала для каждой измерительной точки (МР) рассчитывается расстояние (d) между измерительной точкой (МР) и подлежащей исследованию точкой (Р) и принятые с временным сдвигом в разных измерительных точках (МР) ультразвуковые эхо-сигналы подлежащей исследованию точки (Р) синфазно суммируются для их оценки.

Изобретение относится к генераторным трактам акустических эхоимпульсных локаторов. Преимущественная область использования - гидроакустика, ультразвуковая дефектоскопия.

Использование: для стабилизации скорости перемещения внутритрубного инспектирующего снаряда. Сущность изобретения заключается в том, что устройство для стабилизации скорости перемещения внутритрубного инспектирующего снаряда состоит из цилиндрического полого корпуса, байпасных цилиндрических проходных каналов, модуля управления перепуском газа с аксиально перемещаемыми затворами запорных клапанов, первой и второй полиуретановых манжет, гидропривода, бортовой электронной аппаратуры, одометрического измерителя скорости движения устройства и системы электронного управления, при этом в него введены группа заслонок шарнирных секторных и электроуправляемый сбросной клапан, причем байпасный перепускной канал выполнен в виде полости в цилиндрическом корпусе самого инспектирующего снаряда, а модуль управления перепуском газа выполнен в виде цилиндрического корпуса с группой вертикальных щелей в передней части и группой горизонтальных щелей на цилиндрической его поверхности с цилиндрической шиберной задвижкой в передней его части, жестко соединенной с наружной поверхностью скользящей трубы, продольно перемещаемой по наружной поверхности гидравлического цилиндра, а также другие элементы устройства.

Использование: для визуализации ультразвуковой дефектоскопии трехмерного изделия. Сущность изобретения заключается в том, что устройство ультразвуковой томографии содержит антенную решетку с n приемно-передающими элементами, каждый из которых соединен с выходом соответствующего генератора импульсов и входом соответствующего усилителя, n аналого-цифровых преобразователей соединены с соответствующими входами блока памяти реализации, количество выходов которого - N определено формулой N=n·(n+1)/2.

Использование: для визуализации ультразвуковой дефектоскопии трехмерного изделия. Сущность изобретения заключается в том, что размещают пьезопреобразователи антенной решетки на объекте контроля, причем расстояние между соседними положениями антенной решетки, при которой получают одно В-изображение, превышает половину длины ультразвуковой волны, производят циклическое ультразвуковое облучение объекта контроля поочередно каждым пьезопреобразователем антенной решетки и одновременный прием ультразвуковых волн и их преобразование в электрические сигналы всеми преобразователями антенной решетки, усиливают и преобразуют в цифровые коды полученные электрические сигналы, проводят когерентную обработку сохраненных цифровых кодов, при которой разбивают объект контроля на локальные области, которые рассматривают в качестве локального сосредоточенного отражающего элемента.

Изобретение относится к измерительной технике, представляет собой способ возбуждения акустических колебаний электромагнитно-акустическим (ЭМА) методом с использованием явления ЭМА-резонанса и может применяться при неразрушающем контроле, в частности, слабопроводящих материалов. Способ заключается в том, что в верхнем слое контролируемого изделия создают вихревые токи и инициируют возникновение и распространение акустических колебаний, при этом частоту возбуждающего поля выбирают из условий равенства длин волн электромагнитного и акустического полей, а фазу подстраивают до совпадения пространственного распределения вынуждающей силы с деформациями кристаллической решетки. Техническим результатом является повышение эффективности возбуждения акустических колебаний электромагнитно-акустическим методом. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Использование: для динамической калибровки ультразвукового дефектоскопа. Сущность изобретения заключается в том, что проводят динамическую калибровку УЗ дефектоскопа, содержащего рядный блок электроакустических преобразователей, первый из которых является генератором УЗ излучения, а последующий преобразователь или преобразователи являются приемниками УЗ излучения, при этом пороговый уровень срабатывания дефектоскопа задают исходя из текущего значения амплитуды опорного сигнала, излучаемого зеркально по отношению к основному зондирующему сигналу и представляющего собой остаточное УЗ излучение генератора в текущем такте или принудительное УЗ излучение генератора в дополнительном такте. Технический результат: повышение точности задания порогового уровня срабатывания УЗ дефектоскопа в процессе контроля. 2 з.п. ф-лы. 17 ил.

Использование: для автоматизированного ультразвукового контроля крупногабаритных изделий, имеющих форму тел вращения. Сущность изобретения заключается в том, что выполняют настройку чувствительности дефектоскопической аппаратуры в ручном режиме, ее проверку в автоматическом режиме, размещение на предметном столе установки контролируемого изделия, центрирование его, установку ультразвукового преобразователя на поверхности изделия в зоне начала контроля, включение автоматического режима контроля, сканирование преобразователем поверхности изделия по спирали, ввод - прием акустических колебаний контактно-щелевым методом с применением преобразователей с локальной ванной в изделие и в эталоны при настройке на них и проверке чувствительности аппаратуры, а также фиксирование наличия или отсутствия дефектов, при этом для контроля куполообразных изделий со сферическими поверхностями, преобразователь перемещают по дугообразной траектории, сканируют преобразователем поверхность изделия по выпуклой спирали Архимеда, и при обнаружении дефектов считывают их угловые координаты в двух взаимно-перпендикулярных направлениях. Технический результат: обеспечение возможности автоматизированного ультразвукового контроля качества куполообразных изделий со сферическими поверхностями. 2 ил.

Использование: для ультразвуковой толщинометрии с высоким разрешением. Сущность изобретения заключается в том, что в процессе обследования трубопровода устройство ультразвуковой толщинометрии с высоким разрешением с использованием пьезоэлектрических преобразователей регистрирует отраженные сигналы от внутренней или внешней поверхностей стенки трубопровода, превышающие программно задаваемый порог, при этом выбираются отраженные сигналы по максимальному значению амплитуды, привязанной ко времени прихода от излученного импульса, далее из полученных сигналов выбирают не менее четырех сигналов по максимальным значениям амплитуд и регистрируют как значения времени от излученного импульса, так и амплитуды, при этом определяют границы начала изменения толщины стенки так называемой «зоны неопределенности границы дефекта» и в зависимости от структуры сигнала в «зоне неопределенности» вычисляют величину коррекции и далее корректируют сигналы отступа и толщины стенки трубопровода. Технический результат: обеспечение возможности определения границ зон изменения толщины стенки трубопровода с произвольным расположением плоскостей к нормали акустической оси пьезоэлектрического преобразователя. 4 з.п. ф-лы, 7 ил.

Использование: для определения длины патрубка, выступающего внутрь трубы тройникового соединения, посредством эхо-сигнала. Сущность изобретения заключается в том, что создают в стенке патрубка возмущающее воздействие с помощью излучателя ультразвуковых колебаний, установленного на наружной поверхности патрубка, и измеряют величину параметра входного сигнала путем снятия величины амплитуды и определяют на линии А-развертки местоположение отраженного ультразвукового импульса с жидкокристаллического экрана ультразвукового дефектоскопа, при этом дополнительно получают длину пути отраженного эхо-сигнала от торца патрубка до места установки излучателя путем перемещения излучателя ультразвуковых колебаний вдоль патрубка по наружной стенке для получения максимального эхо-сигнала с последующим расчетом длины выступающей части патрубка по соответствующей формуле. Технический результат: повышение точности и упрощение способа при определении длины патрубка стальных труб тройниковых соединений. 1 ил.

Использование: для измерения толщины контактного слоя при ультразвуковой дефектоскопии. Сущность изобретения заключается в том, что излучают пучок ультразвуковых колебаний в призму пьезопреобразователя, принимают отраженные от контактной поверхности объекта контроля продольные колебания дополнительной пьезопластиной, характеризующийся тем, что измеряют временное смещение отраженных колебаний и по его величине судят о толщине слоя. Технический результат: обеспечение возможности измерения толщины контактного слоя при ультразвуковой дефектоскопии с целью повышения достоверности ультразвукового контроля различных изделий. 2 ил.

Использование: для автоматизированного ультразвукового контроля плоских изделий. Сущность изобретения заключается в том, что осуществляют сканирование плоских изделий ультразвуковым преобразователем в двух взаимно перпендикулярных направлениях: возвратно-поступательное поперек и дискретное прямолинейное вдоль контролируемого изделия. Сканирование толстостенного контролируемого изделия проводят несколькими ультразвуковыми преобразователями, установленными в едином акустическом блоке в один ряд на равном расстоянии друг от друга и снабженными индивидуальными прижимами к поверхности контролируемого изделия, обеспечивающими им три степени свободы при сканировании, при этом сканирование акустического блока вдоль контролируемого изделия осуществляют попеременно-чередующимися нечетными короткими и четными длинными шагами, после чего фактические продольные координаты выявленных дефектов определяют как сумму текущих координат первого преобразователя и расстояния между центрами первого преобразователя и преобразователя, которым обнаружен дефект. Технический результат: повышение достоверности контроля, исключение «мертвой зоны» контроля, перебраковки плоских изделий и пропуска дефектов. 2 ил.

Группа изобретений относится к текущему контролю вращающихся компонентов в центробежных насосах или в системах, их содержащих. Устройство контроля состоит из первого блока (1) и второго блока (9). Первый блок (1) постоянно соединен с контролируемым компонентом и содержит по меньшей мере один датчик (2) для регистрации свойств компонента, блок (4) оценки для анализа сигналов от датчиков, передающий блок (5) для передачи результата анализа в приемник, который расположен пространственно отдельно от контролируемого компонента, и источник для подачи энергии (6). Второй блок (9) содержит блок (10) приемника, средство (11) оценки переданного сигнала и средство (8) отображения и/или передачи (13) сведений о зарегистрированном свойстве компонента. Передачу результата анализа осуществляют акустическим способом с использованием звуковых волн. Группа изобретений направлена на осуществление текущего контроля. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 1 ил.

(57) Использование: для ультразвукового контроля. Сущность изобретения заключается в том, что выполняют формирование первого и второго измерительных каналов, содержащих пары генератор-приемник электроакустических преобразователей и смещенных в пространстве по оси движения, при этом центры акустических осей всех преобразователей располагают по одной линии в ряд так, что смещение между центрами приемников равно смещению между центрами генераторов, получают разностный сигнал с выходов указанных каналов и сравнивают уровень данного сигнала с браковочным уровнем, а о присутствии дефекта судят по падению уровня разностного сигнала. Технический результат: повышение достоверности ультразвукового контроля. 2 н.п., 11 з.п. ф-лы, 22 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и представляет собой способ и устройство для обнаружения дефектов на поверхности ферромагнитных материалов и изделий. При реализации способа намагничивают объект контроля одно- или двухполярными импульсами магнитного поля, при этом дополнительно осуществляют акустическую задержку электрических сигналов, обусловленных взаимодействием магнитных импульсов с дефектом, причем минимальное значение этой задержки τмин≥То, где То - эффективная длительность импульса магнитного поля, приложенного к исследуемой области объекта контроля, и регистрируют электрические сигналы, обусловленные полями рассеяния дефектов. В качестве части звукопровода линии задержки используют сам объект контроля. В устройстве приемный элемент размещен на расстоянии R за пределами зоны взаимодействия источника импульсного магнитного поля с дефектом, минимальное значение которого Rmin=То×С, где То - длительность магнитного импульса, C - скорость ультразвуковой волны, возбужденной источником магнитного поля в объекте контроля при взаимодействии импульса магнитного поля с дефектом. При этом регистрирующее устройство настроено на частоту, как правило, вдвое превышающую основную частоту спектра импульса магнитного поля, подводимого к объекту контроля. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 2 ил.
Наверх