Способ обнаружения дефектов в многослойных изделиях

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное н авт. свид-ву (22) Заявлено 210280 (21) 2885306/18-25 с присоединением заявки 3Ф2<щ879428 (51)М. Кл

6 01 К 25/72

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 071181 Бюллетвмь N9 41 (53) У4К 5Зб.б (088.8) Дата опубликования описания 071181

D (72) Автор изобретения

В.A.Äÿòëîâ (71) заявитель (54.) СПОСОБ ОБНЛРУЖЕНИЯ ДЕФЕКТОВ

В МНОГОСЛОЙНЫХ. ИЗДЕЛИЯХ

Изобретение относится к области неразрушающего контроля качества иэ. делий и материалов и может быть использовано в авиационной, машиностроительной, химическс. промышленности.

Йзвестен способ обнаружения дефектов в многослойных обьектах, заключающийся в нагреве изделия подвижным источником тепловой энергии с последующей регистрацией температурного распределения поверхности подвижным радиометром, перемещающимся со скоростью движения источника с некото» рой постоянной задержкой относитель- 15 но последнего (1).

При использовании этого способа для контроля объектов с числом слоев больше двух невозможно определить ту. границу между слоями, на которой на- 20 ходится деффект типа отслоения.

Наиболее близким техническим решением является способ обнаружения дефектов в многослойных изделиях путем сообщения объекту поступательного движения, локального нагрева, регистрации временного распределения температуры участка поверхности объекта с помощью расположенных над исследуемой поверхностью объекта при-ЗО

c.. емников тепла, находящихся на различных расстояниях от источника локального нагрева, и суждении о глубине залегания. дефектов по временному рас пределению сигналов, снимаемых с приемников тепла (2 ).

При использовании известного способа недостаточно высокая точность существующих механизмов для перемещения объекта (сканирования его поверхности ), погрешности установки и расположения объекта, а также изменения формы объекта вызывают появление биений, люфта, вибраций и других явлений, обусловливающих такое же изменение сигнала приемников тепла, как и наличие дефектов, что снижает точность контроля.

Целью изобретения является повышение точности контроля.

Поставленная цель достигается тем, что в способе обнаружения дефектов в многослойных изделиях путем сообщения объекту поступательного движения, локального нагрева и регистрации временного распределения температуры участка поверхности иэделия с помощью расположенных над исследуемой поверхностью иэделия при емников тепла, находящихся на различ879428 ных расстояниях от источника локального нагрева, одновременно с регистрацией временного распределения температуры участка поверхности иэделия приемниками тепла регистрируют вдоль той-.же линии сканирования изменение расстояния между приемниками тепла и исследуемой поверхностью объекта нетелловыми датчиками расстояния, прикрепленными. к приемникам тепла и сканирующими исследуемую поверхность изделия синхронно с приемниками тепла, сравнивают сигналы приемников тепла с сигналами расстояния и по результатам сравнения судят о наличии в объекте дефектов.

В качестве приемника тепла исполь- 15 зуют .радиометр, в качестве нетеплового датчика расстояния используют оптический датчик расстояния на основе лазера, генерирующего излучениев видимом или ультрафиолетовом диапазо- щ не электромагнитных волн, а для перемещения изделия используют транспортер. В качестве источника нагрева может быть использовано как устройство для поверхностного нагрева, например дуговая лампа, так и устройство для внутреннего нагрева, например для изделий из диэлектрических материалов, .может. быть использован магнетрон с фокусирующей системой.

На фиг.1 изображен процесс контроля трехслойного иэделия, где Т контролируемое иэделие, 2 — источник тепловой энергии, 3 и 4 — приемники тепла, 5 и б — датчики расстояния между приемниками тепла и исследуемой поверхностью иэделия, 7-9 слой изделия, 10 и 11 — дефекты.

Стрелкой показано направление движения изделия относительно источника, приемников тепла и датчиков расстоя- 40 ния. Приемник тепла 3 и прикрепленный к нему датчик расстояния 5 располагаются от источника 2 на расстоянии L, обеспечивающем наилучшую выявляемость дефектов на грани- 45 це слоев 7 и 8, а приемник тепла 4 и прикрепленный к нему датчик расстояния б располагаются от источника 2 на расстоянии L>, обеспечивающем наилучшую выявляемость дефектов на границЬ слоев 8 и 9. Датчики расстояний 5 и б регистрируют изменение расстояния Между приемниками теп. ла 3 и 4 и исследуемой поверхностью изделия — соответственно 1 и l .

На фиг.2 и 3 представлены выходные сигналы приемников тепла и датчиков . расстояния: на фиг.4 - предтавлен результирующий сигнал приемиков тепла и датчиков расстояния.

При сканировании нагретой поверх- bp ности изделия приемники тепла зарегистрируют .перепады температуры T над каждым из дефектов 10 и 11 вдоль линии сканирования Х. Кроме того, при кратковременном изменении рас- Я стояний между приемниками тепла и исследуемой поверхностью изделия, вызванным погрешностями сканирующего устройства, изменится» (при уменьшении расстояния увеличится) выходной сигнал приемников тепла, что вызовет появление локального максимума 12 на кривых d и д фиг.2.

Кривые с» и д фиг.2 отражают временное распределение температуры участка поверхности изделия и соответствуют сигналам приемников тепла

3 и 4. При сканировании иэделия датчиками расстояния синхронно появится локальный минимум 12 на кривых о и 6 фиг.3, которые соответствуют сигналам датчиков расстояния 5 и б. Обнаружение дефектов осуществляют путем сравнения сигналов приемников тепла и датчиков расстояния. Это сравнение можно осуществить, например, электронным путем. При этом результирующий сигнал приемника тепла и прикрепленного -к нему датчика расстояния на выходе сравнивающего устройства (см.„ фиг*.4) изменяется лишь в случае наличия в изделии дефектов и не изменяется вследствие погрешностей системы сканирования, что позволяет повысить точность контроля. По истинному вре; менному распределению температуры участка исследуемой поверхности изделия, представленному на кривых 0 и

Д фиг.4, можно точно определить ту границу между слоями, на которой находится эффект типа отслоения. Сравнение сигналов можно осуществить так же при визуальном анализе сигналов на регистрирующем устройстве, например, с помощью самописца.

Н р и м е р. Проводили тепловую дефектоскопию трехслойной пластины, включающей слои из алюминия, эпоксидной смолы и масляной краски. Пластину поступательно перемещали с помощью конвейера, осуществляли локальный нагрев с помощью фокусированного излучения дуговой лампы и регистрировали временное распределение температуры участка поверхности пластины двух радиометров, находящихся на разли .ных расстояниях от источника локального нагрева (дуговой лампы).

Одновременно с регистрацией временного распределения температуры регистрировали вдоль той же линии сканирования изменение расстояния между радиометрами и исследуемой поверхностью пластины датчиками расстояния, прикрепленными к радиометрам и сканирующими,исследуемую поверхность пластины синхронно с радиометрами. В качестве радиометров использовали радиометры с пироэлектрическим приемником излучения МГ-30А. В качестве нетеплового датчика расстояния использовали оптический датчик расстояния на основе лазера, генерирующего ультрафиолетовое излучение с длиной волны

879428

0,337 мкм. Сравнение кривых, аналогичных кривым на фиг.2 и 3, позволило получить истинную временную зависимость температуры каждого участка исследуемой поверхности объекта,аналогичную зависимости, представленной на кривых О и о фнг.4, и дало возможность точно определить наличие и местоположение дефектов, что подтвер,ждалось при проведении разрушающих испытаний.

Использование предлагаемого способа обнаружения дефектов в многослойных объектах обеспечивает повышение точности контроля при использовании механических и оптико-механических систем сканнрования,и, тем самым, облегчает как совершенствование технологии изготовления многослойных объектов, так н устранение обнаруженных дефектов в готовых иэделиях. 20

Формула изобретения

Способ обнаружения дефектов в многослойных изделиях путем сообщения Q$ объекту поступательного движения, локального нагрева и регистрации временного распределения температуры

1 участка поверхности изделия с помощью расположенных над исследуемой поверхностью изделия приемников тепла, находящихся на различных расстояниях от источника локального нагрева, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности контроля, одновременно с регистрацией временяого распределения температуры участка поверхности иэделия приемниками тепла регистрируют вдоль той же линии скани1 ования изменение расстояния между риемниками тепла и исследуемой по,:. верхностью изделия нетепловыми датчиками расстояния, прикрепленными к приемникам тепла и сканирующими исследуемую поверхность изделия синхронно с приемниками тепла, сравнивают сигналы приемников тепла с сигналами,датчиков расстояния и по результатам сравнения судят о наличии в объекте дефектов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Бекешко Н.A. Неразрушающий контроль соединений тепловым методом.

"Дефектоскопия", 1973, Р 5, с.118-121.

2. Авторское свидетельство СССР

9 699410, кл. G 01 и 25/72, 1974 (прототип).

879428

Составитель A.Õåíüøåíèíà

Техред Т.Маточка. Корректор Л.Бокшан

Редактор Н.Коляда

9707/11 Тираж 910 Подписное

ВИИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д .4/5

Заказ

Филиал ППП "Патент", r.Óæroðoä, ул.Проектная,4