Способ ультразвуковой дефектоскопии заполненного жидкостью сосуда в форме тела вращения

 

Изобретение относится к акустическим методам неразрушающего контроля. Целью изобретения является повышение информативности благодаря не только выявлению, но и измерению глубины повреждений по измеренным временным характеристикам принятых эхо-импульсов. На наружной поверхности сосуда 1 в форме тела вращения по его направляющей располагают на фиксированном расстоянии излучающий 2 и приемный 3 преобразователи. Излучают импульсы ультразвуковых колебаний и принимают прошедшие через заполняющую сосуд 1 жидкость 4 колебания, отраженные внутренней поверхностью сосуда. Измеряют амплитуды принятых эхо-импульсов и изменение времени распространения колебаний относительно бездефектного сосуда. По измеренным параметрам определяют наличие дефекта 5 и его глубину в случае эквидистантности его поверхности внутренней поверхности сосуда. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ COBETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (1) 4 0 О1 И 29/04

OllHCAHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фие. г

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 42056) 1/25-28 (22) 05.03,87 (46) 30.06.89. Бюл, 11 24 (71 ) Научно-исследовательский проектный институт "НижневартовскНИПИнефть" (72) И.С,Сивоконь и А.Г,Хуршудов (53) 620.179.16 (088,8) (56) Ермолов И.Н. теория и практика ультразвукового контроля, — М.:

Машиностроение, 1981, с. 193-196.

Ирайбер Д.С. Ультразвуковая дефектоскопия. — М.: Металлургия, 1965, с. 349. (54) СПОСОБ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ДЕФЕКТОСКОПИИ ЗАПОЛНЕННОГО ЖИДКОСТЬН СОСУДА В ФОРМЕ ТЕЛА ВРА1ЦЕНИЯ (57) Изобретение относится к акустическим методам неразрушающего контроля. Целью изобретения является повышение информативности благодаря

„„SU„„1490619 A 1 не только выявлению, но и измерению глубины повреждений по измеренным временным характеристикам принятых эхо — импульсов. На наружной поверхности сосуда l в форме тела вращения по его направляющей располагают на фиксированном расстоянии излучающий

2 и приемный 3 преобразователи. Из лучают импульсы ультразвуковых колебаний и принимают прошедшие через заполняющую сосуд 1 жидкость 4 колебания, отраженные внутренней поверхностью сосуда 1, Измеряют амплитуды принятых эхо-импульсов и изменение времени распространения колебаний относительно бездефектного сосуда.

По измеренным параметрам определяют наличие дефекта 5 и его глубину в случае эквидистантности его поверхности внутренней поверхности сосуда.

1 з и. флы, 2 ил.

1 490619

Изобретение относится к акустич еским методам нераэрушающего контроля и может быть использовано при ультразвуковой (УЗ) дефектоскопии заполненных жидкостью сосудов в форме тела вращения, например при выявлении повреждений коррозией внутренних поверхностей стенок цилиндрических трубопроводов. 10

Цель изобретения — повышение информативности контроля за счет не только выявления дефекта, но и определения глубины дефекта, эквидистантного поверхностям сосудА, а также 15 определения угла наклона поверхности неэквидистантного дефекта относительно касательной к внутренней поверхности сосуда.

На фиг.1 представлена схема конт- 20 роля при определении глубины дефекта; на фиг. 2 — схема контроля при определении угла наклона поверхности дефекта относительно касательной к внутренней поверхности сосуда.

Способ УЗ дефектоскопии заполненного жидкостью сосуда в форме тела вращения заключается в следующем.

С внешней поверхности сосуда, заполненного жидкостью, вводят импуль сы УЗ колебаний с помощью излучающего преобразователя, принимают с этой же поверхности с помощью приемного преобразователя эхо-сигналы, однократно отраженные внутренней поверхностью стенки сосуда противоположной стенке, через которую осуществляется ввод УЗ колебаний так, что

40 точки ввода и приема располагается на одной направляющей на расстоянии

Ь. Осуществляют сканирование сосуда и измеряют в его ходе амплитуду и время Т распространения УЗ колебаний.

По амплитуде принятых колебаний определяют наличие дефекта, а по изменении 1 1, времени Т относительно времени То распространения в беэдефектном сосуде (ЬС = T-7 определяют глубину Ь эквидистантного поверхнос- 50 тям сосуда дефекта из выражения

55 где С вЂ” скорость распространения УЗ колебаний в заполняющей сосуд жидкости;

Л вЂ” наружный диаметр сосуда.

Затем дополнительно перемещают точку ввода или приема по направляющей наружной поверхности сосуда до д ос ти же ни я амп ли т удой п р иня т or o эхо-сигнала максимального значения и измеряют расстояние М между точками ввода и приема в этом положении, Угол Ц, наклона поверхности дефекта в точке падения на нее колебаний относительно касательной к внутренней поверхности сосуда определяют из выражения (L - М)/D.

Способ УЗ дефектоскопии заполненного жидкостью сосуда в cbopMe тела вращения реализуется следующим образом.

На внешней поверхности сосуда, например трубы 1 трубопровода диаметром 820 мм с толщиной стенки 9 мм, устанавливаются наклонные излучающий и приемный преобразователи 2 и

3 соответственно. Акустические оси преобразователей 2 и 3 ориентируют в различные стороны таким образом, чтобы они лежали в одной плоскости, проходящей через направляющую наружной поверхности трубы 1, и пересекадись на ее внутренней поверхности, минуя центр. Последнее условие обеспечивается при выборе расстояния

Ь между точками пересечения акустических осей преобразователей 2 и 3 и с наружной поверхности трубы из условия

С . 2Н ting

L = 2D arcsin — — sin(— — — +

С„. D-7Н

+ )) гн сн, где D — - наружный диаметр трубы 1;

С вЂ” скорость распространения

УЗ колебаний в заполняющей трубу 1 жидкости 4;

С вЂ” скорость распространения УЗ колебаний в материале трубы 1;

Н вЂ” толщина стенки трубы 1; угол ввода и приема УЗ колебаний в материал трубы 1.

Излучают с помощью преобразователя 2 импульсы УЗ колебаний, которые, пройдя через стенку трубы 1,попадают в жидкость 4, отражаются внутренней стенкой трубы 1 и вновь,пройдя через стенку трубы 1, попадают в приемный преобразователь 3, С по1490619 мощью преобразователя 3 измеряют амплитуду A и время распространения

Т УЗ колебаний. Сканируют трубу 1 в продольном и поперечном направлениях с сохранением расстояния Ь между точками ввода и преобразователей 2 и 3.

При наличии дефекта 5 уменьшается амплитуда А и увеличивается время

Т распространения УЗ колебаний, Глубину h дефекта 5, зквидистантного поверхностям трубы 1, определяют с помощью разности Ьt измеренного времени Т распространения УЗ колебаний и времени Т распространения

УЗ колебаний в бездефектной трубе 1 из выражения

Д1С L сов(— — ).

Так при L = 314 мм, D = 820 мм задержка эхо-сигнала Д t = 10 с соответствует уменьшению толщины стенки на 4,5 — 5,0 мм, Затем смещают один из преобразователей, например приемный преобразователь 3, в плоскости, перпендикулярной оси трубы, до тех пор, пока не получат зхо-сигнал от дефекта 5 максимальной амплитуды, фиксируют положение преобразователей 2 и 3 и измеряют расстояние

М между их точками ввода. Угол Ц наклона поверхности дефекта 5 в точке падения на нее пучка УЗ колебаний относительно касательной к внут1 ренней поверхности трубы 1 определяют с помощью разности измеренного расстояния М и исходного расстояния

L между точками ввода УЗ преобразователей 2 и 3 из выражения

Я. = (? — М)/D.

Расстояние ?, как видно из вьппеприведенной зависимости, определяется кроме параметров контролируемого изделия также и углом 1 ввода. С практической точки зрения для дефектоскопии трубопроводов использование преобразователей с углом / ввода более ?6 нецелесообразно, так как требует большой площади трубь1, освобожденной от изоляции и продуктов коррозии.

Погрешность измерения глубины h дефекта определяется н основном длиной волны используемых УЗ колебаний, чистотой обработки поверхности осво5

1, Способ ультразвуковой дефектоскопии заполненного жидкостью сосуда в форме тела вращения, заключающийся в излучении преобразователем импульсов ультразвуковых колебаний в сосуд с его внешней поверхности, приеме преобразователем с внешней поверхности сосуда эхо-импульсов, однократно отраженных внутренней поверхностью стенки сосуда противоположной стенке, через которую осуществляется излучение импульсов ультразвуковых колебаний, сканировании сосуда преобразователями, измерения в ходе сканирования амплитуды принятых эхо-импульсов и определении по ней наличия дефекта, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения информативности за счет определения глубины эквидистантных внутренней поверхности сосуда дефектов, прием эхо-импульсов осуществляют преобразователем, расположенным на одной направляющей наружной поверхности сосуда с излучающим преобэазо35

55 бождаемой части трубы, плотностью прижима преобразователей к стенке трубы и разрешающей способностью исследуемой аппаратуры. Погрешность измерения глубины,h дефекта при использовании УЗ дефектоскопа УЭ-IIELD для труб диаметром 300-1000 мм на частоте 1,25 МГц составляет+0,5 мм, Формула расчета угла Р выведена при принятии допущения

М вЂ” 1, Ь. Данная формула верна при изменении значений угла и от 0 до

1 ? 7 с учетом точности определения смещения преобразователя относительно исходного положения.

В ряде случаев при транспортировке по трубопроводу сырой нефти с примесью подтоварной воды в результате скопления воды на отдельных участках нижняя часть труб подвергается коррозии, приводящей к уменьшению толщины стенки. Способ УЗ дефектоскопии позволяет не только выявить такие дефекты, но и определить их геометрические параметры. Наиболее высокий эффект от реализации способа УЗ дефектоскопии достигается при контроле нефтепроводов, проложенных в районах вечной мерзлоты или болотистой местности, Формул а и з о б р е т е н и я.1490619

?. Способ поп„1, о тлич аюшийся тем, что, с целью повышения информативности за счет определе5 ния наклона неэквидистантных внутренней поверхности сосуда дефектов,при уменьшении амплитуды принятых эхоимпульсов дополнительно перемещают приемный или излучающий преобразователь по направляющей наружной поверхности соуда до получения максимальной амплитуды, измеряют расстояние

М между преобразователями в этом положении, а угол Ц наклона поверхнос15 ти деФекта в точке падения на нее колебаний относительно касательной к внутренней поверхности сосуда определяют из выраження вателем на расстоянии Ь от него,дополнительно измеряют время Т распространения эхо-импульсов ультразвуковых колебаний, а глубину h дефекта, эквидистантного внутренней поверхности сосуда, определяют из выражения (Т вЂ” т) С Ь

cos(-- †).

D скорость распространения ультразвуковых колебаний в заполняющей сосуд жидкости; время распространения эхоимпульсов ультразвуковых колебаний в бездейектном где С—

Т сосуде;

D — наружный диаметр сосуда. (Ь вЂ” М) /П.

Сос тави тель В. Гондарев ский

Редактор М, Андрушенко Техред М,, 1идык Корректор С. Черни

Заказ 3749/52 Тираж 789 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

1 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат !1атент", г.ужгород, ул. Гагарина,101