Устройство для ультразвукового контроля труб

 

Изобретение относится к области акустических методов неразрушающего контроля и может быть использовано при ультразвуковой (УЗ) дефектоскопии труб с переменной кривизной поверхности . Целью изобретения является повышение точности контроля труб с переменной кривизной поверхности за счет совмещения акустической оси преобразователя УЗ колебаний с точкой ввода при изменении последней своего положения на рабочей поверхности призмы в ходе контроля труб с переменной кривизной поверхности. При изменении в процессе сканирования кривизны наружной поверхности контролируемой трубы точка контакта рабочей поверхности призмы смещается относительно точки опоры ролика и одновременно происходит перемещение преобразователя по призме в направлении пересечения рабочей поверхности преобразователя с плоскостью, перпендикулярной рабочей поверхности призмы, в результате действия привода, управляемого механизмом слежения за изменением радиуса кривизны трубы. При исиспользоваиии меха1 ического пр :вода, выполненного в виде телескони-геского стер-:.чя, устаноЕлен гого перпендикулярьл преобразователю и жестко с ним связапиого, механ11зм слежения йыполг няется в пнде установленной на призме эквидистантно ее рабочей поверхности направляющей иустановленного; на направляющей ползуна с роли1 ами, контактир тощими с трубой. Перемещение преобразователя в этом случае обеспечивается шарнирной связью стерясня с ползуном. При использовании электростатического привода механизм слежения выполняется в виде датчика-измерителя локальной кривизны с электрическим выходом и устройство снабжается блоком обработки сигнала , устанавливаемым между датчикомизмерителем и электрическим приводом. Изобретение дополнительное к авт.св. № 932396, 2 з.п. ф-лы, 3 кл. о «9 (Л

СОЮЗ СОВСТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК . (19) (Ш

2 А2 (д 4 G 01 N 29/04

®Щ,(;(ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

13 .„, БИБЛИИ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (6f 932396 (21) 3814694/25-28 (22) 23, 11. 84 (46) 15. 07. 86. Бюл., И 26 (71) Всесоюзный дважды ордена Трудового Красного Знамени теплотехнический научно-исследовательский институт им. Ф.Э. Дзержинского (72) M.З. Тайц (53) 620.179.16(088.8). (56) Авторское свидетельство СССР

И 859912, кл. G 01 N 29/04, 1979.

Авторское свидетельство СССР

И 932396, кл. С 01 N 29/04, 1980, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВОГО

КОНТРОЛЯ ТРУБ (57) Изобретение относится к области акустических методов неразрушающего контроля и может быть использовано при ультразвуковой (УЗ) дефектоскопии труб с переменной кривиЗной поверхности. Целью изобретения является повьппение точности контроля труб с переменной кривизной поверхности за счет совмещения акустической оси преобразователя УЗ колебаний с точкой ввода при изменении последней своего положения на рабочей поверхности призмы в ходе контроля труб с переменной кривизной поверхности, При

:;зменении в процессе сканирования кривизны наружной поверхности контролируемой трубы точка контакта рабочей поверхности призмы смещается относительно точки опоры ролика и одновременно происходит перемещение преобразователя по призме в направлении пересечения рабочей поверхности преобразователя с плоскостью, перпендикулярной рабочей поверхности призмы, в результате действия привода, управляемого механизмом слежения за изменением радиуса кривизны трубы. При исисп"льзовании механического пр..вода, выполненного в виде телескапн- .еского стер.:ня, установленного перпендикулярнл преобразователк и жестко с ним а связанпого, механизм слежения выпол- Е няется в виде установленной на призме эквиднстантно ее рабочей поверхI ности направляющей и установленйбго. на направляющей ползуна с роликами, контактирующими с трубой. Перемеще- Я ние преобразователя в этом случае обеспечивается шарнирной связью стержня с ползуном. При использовании электростатического привода механизм слежения выполняется в виде дат- 4 чика-измерителя локальной кривизны Q3 с электрическим выходом и устройство снабжается блоком обработки сиг- Я нала, устанавливаемым между датчикомизмерителем и электрическим приводом.

Изобретение дополнительное к авт.св.

И 932396, 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

:Ь

1244582 Изобретение относится к акустическим методам нераэрушающего контроля и может быть использовано при ультразвуковой (УЗ) дефектоскопии труб с переменной кривизной поверхности, в частности изогнутых участков (гибов) трубопроводов, и является усовершенствованием.авт.св. Р 932396.

Целью изобретения является повышение точности контроля труб с переменной кривизной поверхности путем совмещения акустической оси преобразователя УЗ колебаний с точкой ввода, изменяющей свое положение на рабочей поверхности призмы при контроле труб с переменной кривизной поверхности.

На.фиг, 1 схематично представлено устройство для УЗ контроля труб с механическим приводом для перемещения преобразователя; на фиг. 2 — то же, с электрическим приводом; на фиг. 3 датчик-измеритель локальной кривизны устройства для УЗ контроля труб с элсктрическим приводом для перемещения преобразователя.

t5

Устройство для ультразвукового контроля труб содержит призму 1 с криволинейной рабочей поверхностью 2 и преобразователь 3 УЗ колебаний с

30 рабочей поверхностью 4, акустически связанной с призмой 1, установленный на призме 1 подвижно в направлении пересечения рабочей поверхности 4 преобразователя 3 с плоскостью,пер3 пендикулярной рабочей поверхности 2 призмы 1. Позицией 5 на фигурах обозначена контролируемая труба. Устройство также содержит механизм 6 слежения эа изменением радиуса кривизны контролируемой поверхности трубы 5 и связанный с механизмом 6 механический или электрический привод 7 для перемещения преобразователя 3. Кроме того, устройство содержит опорный ролик

8, связанный с призмой 1, радиус которого выбирается с учетом характеристик объекта контроля (трубы 5) и оптимального угла падения УЗ луча на внутреннюю поверхность трубы 5. Радиус кривизны рабочей поверхности 2 призмы 1 выбран большим максимального радиуса кривизны внешней поверхности трубы 5. Устройство также содержит оправку 9, в которой жестко закреплен преобразователь 3, и направляющую 10, установленную на призме 1 и взаимодействующую с оправкой 9, обеспечивая в ходе контроля перемещение преобразователя 3 под действием привода 7 в заданном направлении, При использова-. нии механического привода 7 последний может включать установленную на призме 1 зквидистантно ее рабочей поверхности 2 направляющую 11 и установленный на направляющей !1 ползун 12. Ролики 13 ползуна 12 предназначены для контакта с контролируемой поверхностью трубы 5. Сам механический привод 7 в этом случае включает телескопический стержень 14, установленйый перпендикулярно преобразователю 3, жестко с ним связанный и шарнирно связанный с ползуном 12. При использовании электрического привода 7 устройство дополнительно содержит блок 15 обработки сигнала, а механизм слежения в этом случае включает датчик-измеритель 16 локальной кривизны с электрическим выходом, Датчик-измеритель

16, в свою очередь, содержит П-.образную рамку 17, установленные на ее концах ролики 18 и установленный в середине перекладины телескопический индикатор 19 часового типа.

У стройство для контроля труб работает следующим образом.

Устанавливают. устройство на контролируемую трубу 5 так, что ее наружной поверхности касаются ролик 8 и рабочая поверхность 2 призмы 1. Преобразователь 3 излучает колебания и принимает эхо-сигналы, образующиеся в трубе 5. При изменении в процессе сканирования кривизны наружной поверхности контролируемой трубы -5 точка контакта рабочей поверхности 2 призмы

1 (т,е. зона акустического контакта) смещается относительно точки опоры ролика 8 и одновременно происходит перемещение преобразователя

3 по призме 1 в направлении пересечения рабочей поверхности 4 преобразователя 3 с плоскостью, перпендикулярной рабочей поверхности 2 призмы 1, в результате действия привода

7, управляемого механизмом 6. Перемещение преобразователя 3 происходит таким образом, чтобы соблюдалось усгде Х вЂ” расстояние от центра ролика

8 до центра преобразователя 3; а — радиус ролика 8;

1244582

r — радиус кривизны наружной поверхности контролируемой трубы 5;

Š— радиус кривизны рабочей поверхности 2 призмы 1.

При использовании механического привода 7 перемещение преобразователя 3 происходит следующим образом.

С изменением местоположения точки контакта рабочей поверхности 2 ползун 10

12 за счет роликов 13 перемещается по криволинейной направляющей 11 в зону контакта. Перемещаясь, ползун 12 приводит в движение шарнирно связанный с ним телескопический стержень 15

14, который в своем движении толкает оправку 9 вдоль направляющей !О, Так как преобразователь 3 жестко закреплен в опрапке 9 таким образом,что его центр совпадает с местом крепле- 20

1ния стержня 14 в оправке 9, акустическая ось преобразователя 3 независимо от вариаций кривизны наружной поверхности контролируемой трубы 5 при сканировании всегда будет проходить 25 через центральную точку зоны контакта.

Поскольку расстояние между роликами

13 весьма незначительно, высота сегмента короткой дуги окружности наружной поверхности трубы 5 при варпации З0 кривизны последней изменяется мало и это практически не отражается на на-. дежности акустического контакта призмы 1 с трубой 5, осуществляемого через слой (не показан) масла на грани це контакта. Стабильность акустического контакта призмы 1 с трубой 5 при вариации кривизны последней также обеспечивается прн плавающей подвеске роликов 13 па ползуне 1? или под- 4 вижном соединении направляющей 11 с призмои 1.

При использовании электрического привода 7 перемещение преобразователя

3 происходит следующим образом. 45

При изменении кривизны наружной поверхности контролируемой трубы 5 телескопический индикатор 19, касающийся трубы 5 в точке, расположенной между роликами 18 рамки 17, и отстоя- 50 щий от каждого из пих на расстоянии

Ь, изменяет свою длину на величину д . Датчик-измеритель 16 вырабатывает электрический сигнал, пропорциональ- ный радиусу r кривизны трубы 5, опре- 55 деляемому из выражения (2) Сигнал с выхода датчика-измерителя 16 поступает в блок 15 обработки сигнала, в котором формируется по зависимости (1) сигнал управления приводам 7, пропорциональный расстоянию, (от центра ролика 8 до центра преоб-разователя 3. Электрический привод 7 обеспечивает перемещение преобразователя 3, жестко закрепленного в опранке 9, вдоль направляющей 10 и совпадение акустической оси преобразователя 3 независимо от вариаций кривизны трубы 5 при сканировании с центральной точкой зоны контакта. При плавном изменении кривизны трубы 5 датчик-измеритель 16 может жестко крепиться непосредственно на призме

1, и в этом случае погрешность, обусловленная несовпадением точки измерения кривизны с точкой акустического контакта призмы 1, невелика. При резком изменении кривизны трубы 5 датчик-измеритель 16 может подвижно крепиться на призме 1 посредством механизма (не показан), аналогичного мехапизму.б, слежения при использовании

1 механического привода 7, включающего направляющую 11 и ползун 12,что обеспечивает совпадение точки измерения кривизны с точкой акустического контакта призмы 1.

Формула изобретения

1. Устройство для ультразвукового контроля труб по авт.св. И- 932396, о т л и ч а ю щ е е с,я тем, что, с целью повышения точности контроля труб с переменной кривизной поверх-, ности, оно снабжено механизмом слежения за изменением радиуса кривизны контролируемой поверхности трубы и связанным с ним приводом для перемещения преобразователя ультразвуковых колебаний, причем преобразователь установлен на призме подвижно в направлении пересечения рабочей поверхности преобразователя с плоскостью, перпендикулярной рабочей поверхности призмы, 2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что механизм слежения выполнен в виде установленной на призме эквидистантно ее рабочей поверхности направляющей и установленного на направляющей ползуна с роликами, предназначенными для контакта с контролируемой поверхностью трубы, а привод выполнен в ви1244582 де телескопического стержня, установленного перпендикулярно преобразователю, жестко с ним связанного и шарнирно связанного с ползуном.

3. Устройство по п.1., о т л и—

/ ч а ю щ е е с я тем, что оно дополнительно снабжено блоком обработки сигнала, привод выполнен электрическим, механизм слежения выполнен в виде датчика-измерителя локальной кривизны с электрическим выходом, а блок обработки сигнала установлен между. датчиком-измерителем и электрическим с приводом.

1244582

1244582

Составитель В. Гондаревский

Техред Л.Олейник Корректор C. Шекмар

Редактор А. Маковская

Тираж 778 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам нэобретений и открытий

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

Заказ 3910/48

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4